심해의 생물들

 

0. 목차

1. '심해'와 '심해저'
2. '심해'의 생물들
3. '심해저'의 생물들
4. '심해저'의 '화학 합성 생태계'
5. 경골 생물 군집

1. '심해'와 '심해저'

 '심해 생물'은 크게 '플랑크톤(부유 생물)', '넥톤(유영 생물)', '벤토스(저서 생물)'로 나뉜다. '플랑크톤(plankton)'은 떠다니는 생물을 말하고, '넥톤(nekton)'은 헤엄치는 생물을 가리키며, '벤토스(Benthos)'는 해저에 사는 생물을 가리킨다. 일반적으로 플랑크톤이라고 하면, 미세한 생물이라는 이미지가 있지만, 헤엄치는 힘이 매우 약한 해파리 종류 등도 플랑크톤으로 분류된다.

1. 심해(Abyss): '심해(abyss)'는 보통 바다의 깊이가 200m 이상 되는 곳을 말한다. 심해는 물의 압력이 매우 높고, 햇빛이 들지 않아 깜깜하다. 심해 생물은& 깊은 바다라는 특수한 환경에 적응하여 생활하기 때문에 얕은 바다에서는 볼 수 없는 특이한 모양을 가진 생물의 종류가 많다.
2. 심해저(Deep-sea floor): '심해저(deep-sea floor)'는 심해 중에서도 2000m보다 깊은 해저를 말한다. 심해저는 해양 넓이의 약 75.9%를 차지하며 군데군데 해저산맥의 해령, 단독으로 있는 해저화산이나 '기요(깊이가 1000m가 넘는 바닷속에 있는 산 모양의 지형)', 완만하고 나비가 넓은 해팽 등이 있다.

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2. '심해'의 생물들

 바다의 먹이사슬은 해수면 가까이에 있는 '식물 플랑크톤'이나 '해조류(Sea Algae)'에서 시작되어, 깊이 1만 900m의 심해까지 이른다. 먼저 식물 플랑크톤이나 해조류가 광합성으로 이산화탄소에서 유기물을 만들어 내어 증식한다. 그리고 식물 플랑크톤이나 그것을 먹은 생물의 사체나 배설물이 딱딱해지면서 바다의 깊은 곳까지 가라앉는다. 이 덩어리를 '바다눈(marine snow)'라고 한다. 이 바다눈은 여러 생물에게 먹히거나 분해되어 양이 줄어들면서 심해까지 도달한다. 이렇게 해서 넓고 깊은 바다의 다양한 생명 활동이 유지된다.

 '심해'는 사람이 보면 어둡고 수압이 높은 가혹한 세계이다. 하지만 그런 환경에서도 꿋꿋dl 살아가는 생물이 있으며, 그들 생물 대부분은 얕은 바다의 생물과 모습은 다름없다. 하지만 심해라는 특수한 세계에 적응하기 위해, 그중에는 색다른 형태를 가진 것들도 있다. 예컨대 심해에는 빛이 거의 없거나 아주 없기 때문에 눈이 발달하거나 퇴화한 것, 눈에 발광기가 있는 것 등이 있다. 또한 먹이가 적기 때문에 입이 매우 크고 날카로운 이빨을 가진 동물도 이꼬, 위장이 자기 몸의 배 이상으로 늘어날 수 있는 동물도 있다.

바다눈(marine snow)

 아래에서 소개하는 심해 생물들은 '학명'의 abc 순으로 배열하였다.

2-1. 팽피시

1. 학명: Anoplogaster cornuta
2. 영어명: Fangtooth

 크게 뜬 것처럼 보이는 눈과 큰입에 매우 날카로운 이빨은 마치 괴물을 연상시킨다. 아래턱의 이빨은 입천장에 나 있는 구멍에 끼워지게 되어 있지만, 보통 입을 완전히 닫지 못한다. 머리 부분에는 점액 구멍들이 있으며, 얇은 피막으로 덮여 있다. 도랑 모양의 '측선(어류의 몸에 배열되어 있는 기계적 감각기)'이 있다.

 몸길이는 보통 16cm 정도로, 대서양, 인도양, 태평양의 열대 해역에서 온대 해역 사이 수심 서식한다. 먹이로는 작은 어류나 갑각류를 잡아먹는다.

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팽피시

2-2. 아톨라해파리

1. 학명: Atolla wyvillei Haeckel, 1880
2. 영어명: Atolla wyvilleii

 일부분이 생물 발광한다. 크기는 15cm 정도의 것까지 발견되었다.

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아돌라해파리

2-3. 긴촉수매퉁이

1. 학명: Bathypterois guentheri
2. 영어명: Tribute spiderfish
3. 이명: 삼각어, 삼발이고기

 한 쌍의 배지느러미와 꼬리지느러미로 바다 밑에서 '네발로 기는 것' 같은 자세로 가만히 있는 경우가 많아, '삼각어'라고도 불린다. 눈이 퇴화되어 있으며, 그 대신 좌우로 벌어진 가슴지느러미가 주위를 탐색하는 안테나 역할을 하는 것을 보인다. 몸길이는 25cm 정도이다.

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긴촉수매퉁이

2-4. 보트리네마 브루세이

1. 학명: Botrynema brucei
2. 영어명: halicreatid jellyfish

 아름다운 유리 세공품처럼 생긴 이생물은 해파리의 일종이다.

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보트리네마 브루세이

2-5. 부채지느러미아귀과

1. 학명: Caulophryne sp.
2. 영어명: fanfins

 몸 안에서 실 같은 것들이 나 있는 이 물고기는 아귀류의 일종이다. 머리 부분과 몸에 보이는 수많은 긴 실 모양의 것과 줄처럼 긴 등지느러미의 맨 끝에는 잘 발달된 감각기가 갖추어져 있다. 이들 감각기는 심해의 완만한 조류나 먹잇감의 냄새 등을 민감하게 포착할 수 있도록 특수화된 것으로 생각된다. '히만톨로푸스과'같은 다른 아귀류에 비하여 등지느러미와 꼬리지느러미가 매우 길고 수도 2배 이상이다.

 암컷은 보통 54cm 정도이며, 수컷은 12~16mm로 암컷에 비하면 훨씬 작고 암컷에 기생한다. 보통 열대 해역에서 한대 해역의 수심 500~2000m의 중간 심층부에 서식하고, 성장해 나감에 따라 서식 심도는 깊어진다. 암컷은 어류, 갑각류, 두족류를 먹는다.

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부채지느러미아귀과

2-6. 코핀 피쉬

1. 학명: Chaumax sp.
2. 영어명: Sea toad, coffinfish

 아귀의 일종으로, 몸 색깔은 분홍색으로부터 붉은 기운이 있는 색이다. 복부는 희고, 피부는 작은 가시 모양의 비늘로 뒤덮여 있다. 몸길이는 약 35cm 정도로 긴 타원형이며, 몸높이가 가로폭에 비해 약간 짧다. 머리 부분이나 몸의 측선이 명료하며, 낚싯대와 같은 돌기는 아주 짧다.

 미끼는 부채꼴인데, 종에 따라 그 생김새가 다르다. 낚싯대와 같은 돌기는 두 눈 사이의 움푹 팬 곳에 나 있으며, 회색으로 보이는 것이 미끼이다. 짧은 낚싯대 같은 것을 흔들어 먹잇감을 유인한다.

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코핀 피쉬

2-7. 베요네즈(Beyonnaise)

1. 학명: Chimaera sp.
2. 영어명: Beyonnaise

 전체 길이는 약 1m 정도의 은상어의 일종이다. 아래의 사진은 암컷이며, 바다 밑에 알을 낳기 위해, 알껍대기를 내리고 있다. 위로 뻗은 등지느러미와, 꼬리까지 뻗은 두 번째의 등지러미가 있다. 몸은 꼬리를 향해 매끈하게 가늘어진다.

베요네즈

2-8. 긴수염낙지

1. 학명: Cirrothauma murrayi
2. 영어명: long cirri fined octopus

 '긴수염낙지'는 마치 치마를 입은 것처럼 보이는 생물이다. 다른 낙지 종류와 마찬가지로 '누두'에서 물을 분사해 헤엄치며, 귀처럼 보이는 지느러미와 치마 모양의 부분으로 균형을 잡거나 방향을 조절한다. 그러한 유영 방법으로 때때로 느릿느릿 해저 부근을 헤엄쳐, 잠수 조사선의 관찰자의 시선을 빼앗기도 한다. 전 세계적으로 수심 2500~4200m에 분포한다.

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긴수염낙지

2-9. 큰 지느러미 오징어

1. 학명: Dana octopus squid
2. 영어명: Taningia danae

 몸통 전체에 커다란 지느러미가 있어서 한층 더 크게 보이는 '대형 오징어'다. 어릴 때는 '촉완(Tentacle)'이 있지만, 몸통 길이가 몇 cm 되면 없어지고 8개의 다리가 된다. '촉완(Tentacle)'이란 연체동물문 두족강에 속하는 오징어류가 갖는 10개 다리 중 가장 긴 2개를 말한다.

 제2다리의 끝에는 타원형으로 된 큰 발광기를 가지고 있다. 이것은 보통 때는 보통 때는 검은 피부로 덮여있지만, 적의 습격을 받으면 피부를 작게 줄여서 눈부신 빛을 내어 위협한다. 대왕오징어, 향유고래의 먹이가 된다.

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큰 지느러미 오징어

2-10. 울마리드해파리류의 일종

1. 학명: Deepstaria sp.
2. 영어명: Ulmarid jellyfish

 Deepstaria는 얇고 시트 같은 몸체로 유명한 해파리 속이다. 몸이 부서지기 쉬우므로, 그물 등으로 채집해도 형태가 잘 보존되지 않아서 생태 기록이 잘 전해지지 않고 있다.

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2-11. 태평양의 검은 용

1. 학명: Indiacanthus antrostomus
2. 영어명: Pacific blackdragon

 가늘고 긴 몸에 무서울 얼굴을 한 이 물고기는, 아래턱에서 뻗은 1깨의 턱수염의 끝이 발광해 먹이를 유인한다. 수심 300~1000m에 서식하며, 거의 180°로 열리는 커다란 입으로 먹이를 통째로 삼킨다. 몸길이는 약 50cm 정도이지만 수컷은 8cm 정도밖에 되지 않는다. '유어(幼魚: 알에서 갓 깬 어린 물고기)' 때는 양 눈이 뚜렷이 튀어나와 있다.

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태평양의 검은용

2-12. 넓은주둥이 상어

1. 학명: Megachasma pelagios
2. 영어명: Megamouth shark

 양쪽 끝에 크게 벌린 거대한 입이 특징인 상어 무리이다. 커다란 혀와 '아감구멍(아가미구멍)'의 발달도 두드러진다. 작은 이빨들은 플랑크톤을 주식으로 하고 있음을 말해준다. 온몸이 검은색이고, 전체 길이 4~5m로, 돌고래르 떠올리게 하는 모습이다. 정식으로 기록된 것은 겨우 1983년의 일이었다. 중간층에 서식하는 습성 때문에 쉽게 발견되지 않았던 것으로 생각된다.

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넓은주둥이 상어

2-13. 가시 장어

1. 학명: Nemichthys sp.
2. 영어명: spine eel

 뱀장어류의 일종이다. 전체 길이 약 80cm 정도로, 매우 가늘고 긴 체형을 가지고 있다. 뒤로 젖힌 두 턱도 특징적이다. 일설에 의하면, 긴 두 턱으로 새우류의 촉수를 얽어 잡아먹는다고 한다. 길게 늘어나 휘어진 두 턱은 닫히지 못한다. 전 세계의 열대 해역에서 온대 외양 해역 사이 수심 300~2000m인 중간 심층부에 서식하며, 소형 갑각류를 잡아먹는다. 수컷은 성적으로 성숙함에 따라 두 턱이 짧아지고 이빨이 없어진다.

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2-14. 산갈치

1. 학명: Regalecidae russellii Gill, 1885
2. 영어명: Regalecus russellii

 리본 모양의 은백색의 긴 몸, 머리 위에 길게 뻗은 5~6개의 등지느러미 가시, 아주 기다란 1쌍의 배지느러미, 비스듬히 위쪽을 향해 발달한 작은 꼬리지느러미, 머리부터 꼬리에 이르는 선홍색 등지느러미 등 기묘한 형태와 환상적인 색채를 가진 물고기이다. 이 물고기가 '인어(mermaid)'의 정체라는 설도 있다. 인도양과 태평양에 널리 분포하며, 대양의 중간층에 머리를 위로 한 비스듬한 자세로 표류한다고 알려져 있다. 전체 길이는 10m 이상이다.

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산갈치

2-15. 꿀꺽장어

1. 학명: Saccopharynx sp.
2. 영어명: Gulper Eel

 '꿀꺽장어(Gulper Eel)'의 기묘하게 보이는 이 형태는 먹이가 적은 바다의 약간 깊은 곳에서 생활하는 데 적응한 전형적인 것이다. 커다란 입의 테두리에는 크고 작은 이빨들이 가득하고, '아감딱지(경골어류의 머리 양쪽에 있어 아가미를 덮어 보호하고 물이 드나들게 하는 넓적한 뼈로 된 뚜껑)'는 사라졌으며 눈알도 작다. 비늘이 없고, 신축성이 좋은 복부는 주식인 큰 물고기를 삼켜도 견딜 수 있다. 온몸이 소화 기관 같은 이들에게는 가늘고 낀 꼬리와 복잡한 발광기가 발달된 것처럼 보이지만, 그 기능은 아직 자세히 알려지지 않았다.

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꿀꺽장어

2-16. 송곳살파

1. 학명: Salpa fusiformis Cuvier, 1804
2. 영어명: Salpa fusiformis

 동물성 플랑크톤인 '송곳살파(Salpa fusiformis)'는 앞뒤로 돌기가 나 있어 송곳 모양처럼 생겼다. 살파는 점액질의 하얀 부유물을 분비해 박테리아와 식물성 플랑크톤을 사냥한다.

 살파류는 무성 생식 세대에는 각각 존재하지만, 유성 생식 세대일 때는 길게 연결되거나, 고리 모양이 되어 군체를 만든다. 보통 6개 이상씩 길게 연결된다. 몸체가 해파리처럼 젤라틴 성분이지만, 독성은 없다. 크기는 하나당 1~3cm 정도이다.

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송곳살파

2-17. 솔문델라

1. 학명: Solmundella bitentaculata
2. 영어명: aeginid jellyfish

 '솔문델라(Aeginid jellyfish)' 우산의 지름은 약 2cm 정도이며, 2개의 촉수가 발달되어 있다. 전 세계에 서식하며, 분포 수심은 연안에서 심해까지 이른다.

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솔문델라

2-18. 컷스로트일

1. 학명: Synaphobranchidae gen. sp.
2. 영어명: cutthroat eel

 '컷스트로일(Cutthroat eel)'은 붕장어의 일종으로, 이 무리는 보통 몸이 가늘고 길다. 몸길이는 약 60cm 정도이며, 서식 해역은 종을 모르기 때문에 불명확하다. 복부가 파도처럼 일렁일 때가 있는데, 아마 심해성의 붕장어 같은 어류를 통째로 삼켰기 때문에 그런 것으로 생각된다. 혹시 동족을 잡아먹었는지도 모른다. 심해에는 일반적으로, 먹이가 적기 때문에 어류는 위의 신축성이 뛰어나 큰 먹이를 그대로 삼키는 생물들이 많다.

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컷스트로일

2-19. 흡혈 오징어

1. 학명: vampyroteuthis infernalis
2. 영어명: vampire squid

 온몸이 '벨벳(비로드, 우단)'으로 덮인 것처럼 붉은기를 띤 검은색이며, 왠지 기분 나쁜 붉은 눈을 가지고 있는 두족류이다. 문어처럼 보이기도 하지만 지느러미나 발광기가 있으며, 제1다리와 제2다리 사이에 특수한 '촉사'가 있다. 또 오징어류의 몸 안쪽에 있는 얇고 반투명한 키틴질인 '연갑'을 가졌다. 이런 특징으로 미루어 보아, 이 종만으로 1목 1과를 형성해 오징어나 문어에 없는 공통 선조형에 가까운 것으로 알려졌다. 수심 700~1500m 정도의 중간층에서 약간 깊은 층에 살며, 전체 길이는 30cm 정도이다.

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2-20. 로포이데스 핌브리아투스

1. 학명: ???
2. 영어명: Lophoides fimbriatus

 길이 20cm 정도로, 몸의 표면이 기다란 피부의 돌기물로 덮여있다. 특히 소형인 개체에서 이 특징이 두드러진다. 이들이 떠도는 모습에는 물고기의 이미지가 보이지 않는다. 이것은 약자가 적의 눈을 속이는 완전한 적응이라고 할 수 있다.

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로포이데스 핌브리아투스

3. '심해저'의 생물들

 심해 생물 가운데 '심해저(깊이 2000m보다 깊은 해저)'에서 사는 생물을 '벤토스(Benthos)'라고 한다. 심해저까지 이르는 '바다눈(Marine Snow)'은 극소수이기 때문에 영양원이 부족하여, 생물은 아주 드물게 존재한다. 또한 거대한 수압이 관계하고 있어 생물에게 가혹한 세계이다. 하지만 이러한 환경에서도 살아가는 생물들이 있다. 또 심해저에는 '온천 지대'가 있어서, 그곳에는 광합성에 의존하지 않고 살아가는 생물들이 무리 지어 있다.

아래에서 소개하는 심해저의 생물들 역시 '학명'의 abc 순으로 배열하였다.

3-1. 큰 바다 거미

1. 학명: Colossendeis colossea
2. 영어명: Giant Sea Spider

 절지동물로, 바다거미류 중에서 최대이다. 몸길이는 약 8.5cm 정도이지만, 발의 길이는 35cm 정도이다. 육상 거미류와 마찬가지로 몸에서 8개의 장대한 발이 나와 있다. 1000~3000m의 해저에 살며, 때로는 헤엄친다.

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큰바다거미

3-2. 큰입멍게

1. 학명: Megalodicopia hians
2. 영어명: Predatory tunicate

 '큰입멍게'는 큰 입처럼 보이는 '입수공'을 벌려 물속에 함유된 유기물을 섭취한다. 입수공 뒤쪽의 하얀색 부분에 식도와 위, 장, 생식샘이 모여 있다. 자극을 주면 입수공을 다는다. 물의 흐름이 경사면을 올라가는 경우처럼, 물속에 있는 유기물의 양이 많은 장소에서는 흐름에 맞서 몸을 일으키는 큰입멍게를 몇 마리 볼 수 있다.

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큰입멍게

4. '심해저'의 '화학 합성 생태계'

 심해에는 영양분이 부족해 생물이 아주 드물게 존재한다. 하지만 사막에 오아시스가 있는 것처럼 생물이 밀집해 있는 영역이 있다. '열수 분출공(Hydrothermal vent)'이나 '용수역(Seep)'이다. '열수 분출공'은 중앙 해령 등 마그마가 상승하고 '판(plate)'이 생성되는 장소에 존재한다. 해저에 침투한 바닷물이 마그마에 의해 뜨거워져 열수로 해저에서부터 뿜어져 나온다. 한편, 판이 가라앉는 곳에서는 지각 표면의 퇴적물이 눌려서 퇴적물의 물이 해저로부터 솟아나온다. 이것을 '용수'라고 한다.

 대부분의 바다 생물은 직접적 또는 간접적으로 '식물 플랑크톤'의 광합성에 의해 만들어진 유기물을 이용하고 있다. 하지만 심해에서 밀집해 있는 있는 생물은 다른 독자적인 에너지원을 가지고 있다. '열수 분출공'에서 나오는 화합물을 에너지원으로 해서 '(화학 합성 생태계chemosynthetic ecosystem)'를 이루고 있어, 유기물을 만드는 미생물이 존재하는 것이다.

4-1. 칼립토게나 오쿠타니

1. 학명: Calyptogena okutanii
2. 영어명: Calyptogena okutanii

 떡조개의 일종으로, 크기는 긴 쪽으로 약 10cm이다. 떡조개류는 몸속에 황화물을 에너지원으로 하는 박테리아를 살게 해, 그 박테리아의 생산물을 얻는다.

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칼립토게나 오쿠타니

4-2. 비늘발 고둥

1. 학명: Crysomallon squamiferum
2. 영어명: scaly-foot gastropod, scaly-foot snail, sea pangolin

2001년에 인도양의 심해저에 있는 '열수 분출공'에서 약 3cm의 기묘한 고둥이 발견되었다. '비늘발고둥'은 '황화철(FeS)'로 덮인 검은 비늘을 발에 가지고 있었다. 황화철의 비늘을 가진 세계 유일의 생물이라고 생각되는 이 조개는 '비늘발 고둥(Scaly-Foot)'이라고 명명되었다. 비늘로 덮인 발이라는 의미이다. 딱딱한 비늘은 적으로부터 몸을 지키기 위한 것이라고 생각된다.

 그런데 2010년 12월 '비늘발 고둥'의 생태를 규명하는 데 크게 공헌할 것으로 기대되는 성과가 발표되었다. 일본 해양연구개발기구, 도쿄 대학, 고치 대학 연구 그룹이 실시한 조사에서 검은 비닐이 아니라, 흰 비늘을 가진 비늘발 고둥이 발견된 것이다. 비늘발고둥이 발견된 장소는 2001년에 검은 비늘발 고둥이 발견된 곳에서 700km 떨어진 열수 분출공이였다. 이때 발견된 비늘발 고둥의 흰 비늘은 황화철로 덮여있지 않고 '철(Fe)'로 덮여있었다. 철 비늘이 어떻게 만들어졌는지에 대해서는, 검은 유형과 흰 유형의 비늘발 고둥을 비교함으로써, 이 수수께끼를 풀 수 있을 것이라고 기대된다.

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(검은) 비늘발 고둥

4-3. 간달 푸스 유노 하나

1. 학명: Gandalfus yunohana
2. 영어명: Gandalfus yunohana

 게의 무리로, 크기는 등딱지의 폭이 약 6cm 정도이다. 심해에의 열수 지역에서 서식하기 때문에, 온천에서 생긴 흰 침전물인 '탕화(온천 성분이 석출 또는 침전한 것)'의 이름을 따서 '탕화게'라고도 한다. 눈은 퇴화되었으며, 퇴적물 속의 미세 생물이나 조개류 등을 먹으리라 생각된다.

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간달 푸스 유노 하나

5. 경골 생물 군집

 화학 합성 생물 군집은 '열수 분출공'이나 '용수 해역' 이외에 뜻밖의 장소에서도 확인된다. 바로 '고래의 뼈(경골)'이다. '열수 분출공'의 '화학 합성 생태계'는 지하에서 용솟음쳐 나오는 열수에 함유된 '황화수소(H₂S)'를 바탕으로 한다. 한편, '경골 생물 군집'의 '화학 합성 생태계'는 고래의 뼈에 함유된 유기물을 혐기성 세균이 먹고 부해할 때 발생하는 '황화수소(H₂S)'가 바탕으로 되어 있다.

 '경골 생물 군집'에서 보이는 생물은 대형 대합류나 새우 종류 등 열수 분출공이나 용수 해역과 공통된 것도 있지만, '좀비벌레(zombie worms, Osedax polychaetes)'처럼 고래 뼈에서만 볼 수 있는 생물종도 적지 않다. 또 '열수 분출공'이나 '용수 해역'에 사는 생물 중에는, 멀리 떨어진 지점에도 같은 종의 생물이 확인되는 경우가 있다. 하지만 이들이 어떻게 열수 분출공 같은 고립된 생태계에서 어떻게 분포를 확대하는지는 큰 수수께끼이다. 해저에는 십수 km 먼 바다에 고래의 사체가 있기 때문이라는 추정이 있고, 그것들을 발판으로 분포를 확대한다는 설도 있지만, 확실한 것은 아니다. 그래서 좌초해서 죽은 고래를 인위적으로 해저에 가라앉혀 그 경과를 관찰하는 실험도 이루어지고 있다. 이러한 관찰을 통해 고래 뼈의 '화학 합성 생태계'가 어떤 과정을 거쳐 형성되는지를 알아내 왔다.

고래의 뼈에 모인 생물 군집